Частотомеры электронно-счетные АКИП-5102, АКИП-5102/1, 57319-14

Назначение

Частотомеры электронно-счетные АКИП-5102, АКИП-5102/1 (далее частотомеры) предназначены для измерения частоты, периода, количества импульсов, пикового напряжения синусоидальных или импульсных сигналов, а в модели АКИП-5102 дополнительно: временного интервала, длительности импульсов, фазового сдвига между сигналами, отношения частот, коэффициента заполнения импульсов, времени нарастания и времени спада.

Описание

Электронно-счетные частотомеры АКИП-5102, АКИП-5102/1 используют технологию цифровой обработки сигнала в реальном времени, которая применяется для одновременного анализа потока входных данных, вычислений и получения новых показаний индикатора. Частотомеры выполнены в металлическом корпусе, имеют съемные демпфирующие накладки, поворотную ручку-подставку. На передней панели частотомеров расположены: 12- разрядный матричный индикатор, кнопка включения питания, органы управления измерениями, настройками и дополнительными режимами, ряд контекстных кнопок, входные разъемы, цифровая клавиатура и курсорные кнопки. Частотомеры имеют встроенный кварцевый генератор с тактовой частотой 10 МГц. Стабильность по частоте кварцевого генератора определяется установленной опцией.

На задней панели частотомеров расположены - разъем для подключения сетевого кабеля, входной разъем внешнего запуска, вход 10 МГц для подключения внешнего источника тактовой частоты 10 МГц, выход 10 МГц с внутреннего опорного генератора, интерфейсы дистанционного управления USB и LAN, гнездо для установки опционального интерфейса.

Частотомеры имеют возможность модернизации путем установки следующих опций:

-    установка одной из опций опорного генератора;

-    установка дополнительного интерфейса управления GPIB;

-    расширение частотного диапазона третьего канала до 20 ГГц (только в модели АКИП-5102);

-    исключение третьего канала (только в модели АКИП-5102).

Модернизация осуществляется заводом-изготовителем или специализированным сервис-центром. Об установленной опции свидетельствует наклейка на задней панели частотомера.

При выполнении измерений обеспечивается математическая и статистическая обработка результата измерения: среднее, минимальное, максимальное и относительное значения, СКО, девиация Аллана.

Модификации (модели) частотомеров различаются числом измерительных входов, частотным диапазоном и измерительными функциями.

Фотография общего вида представлена на рисунке 1. На рисунке 2 представлен вид задней панели частотомеров.

G)

ч__У - Место пломбирования приборов.

Технические характеристики

1 Основные отличия в моделях:

Таблица 1

2    Характеристики Канала 1 для АКИП-5102/1 и Каналов 1 и 2 для АКИП-5102

2.1    Диапазоны измеряемых частот:

Связь DC: от 1 мГц до 400 МГц,

Связь по входу AC: от 200 кГц до 400 МГц (входное сопротивление 50 Ом),

Связь по входу AC: от 30 Гц до 400 МГц (входное сопротивление 1 МОм)

2.2    Диапазоны измеряемых периодов Связь DC: от 2,5 нс до 1000 с,

Связь по входу AC: от 2,5 нс до 5 мкс (входное сопротивление 50 Ом),

Связь по входу AC: от 2,5 нс до 33 мс (входное сопротивление 1 МОм)

2.3    Диапазоны уровней входного синусоидального сигнала (чувствительность): от 20 мВскз до 5 Вскз в диапазоне частот от 1 мГц до 225 МГц,

от 30 мВскз до 5 Вскз в диапазоне частот от 225 мГц до 400 МГц

2.4    Диапазоны уровней входного импульсного сигнала (чувствительность):

от 80 мВпик-пик до 10 Впик-пик в диапазоне длительности импульсов от 1,5 нс до 10 нс, от 50 мВпик-пик до 10 Впик-пик в диапазоне длительности импульсов > 10 нс

2.5    Входное сопротивление: 1 МОм/24 пФ или 50 Ом

2.6    Входной аттенюатор: х1 или х10

2.7    Фильтр нижних частот: 100 кГц

2.8    Уровень внутренних шумов: 200 мкВскз

2.9    Уровень синхронизации: от - 5В до +5В

2.10    Абсолютная погрешность установки уровня синхронизации исинхр:

А ^инхр = ±( 0,01 • ^инхр + 15 мВ) (1)

3    Характеристики Канала 3 для частотомеров АКИП-5102

3.1    Диапазоны измеряемых частот (периодов):

от 375 МГц до 6 ГГц стандартно (от 2,66 нс до 166,66 пс), от 250 МГц до 20 ГГц с опцией (от 0,4 нс до 50 пс).

3.2    Диапазоны уровней входного сигнала:

-    16 дБм ... +15 дБм для частот от 375 МГц до 500 МГц

-    20 дБм ... +15 дБм для частот от 500 МГц до 1 ГГц

-    23 дБм . +15 дБм для частот от 1 ГГц до 2 ГГц

-    25 дБм . +15 дБм для частот от 2 ГГц до 4 ГГц

-    21 дБм . +15 дБм для частот от 4 ГГц до 5 ГГц

-    20 дБм ... +15 дБм для частот от 5 ГГц до 5,5 ГГц

-    17 дБм ... +15 дБм для частот от 5,5 ГГц до 6 ГГц.

3.3    Диапазоны уровней входного сигнала с опцией opt02:

-    22 дБм ... +23 дБм для частот от 250 МГц до 500 МГц

-    27 дБм ... +23 дБм для частот от 500 МГц до 14 ГГц

-    21 дБм . +23 дБм для частот от 14 ГГц до 15 ГГц

-    19 дБм . +23 дБм для частот от 15 ГГц до 16 ГГц

-    17 дБм . +23 дБм для частот от 16 ГГц до 19 ГГц

-    13 дБм ... +23 дБм для частот от 19 ГГц до 20 ГГц.

3.3    Входное сопротивление: 50 Ом.

4    Характеристики измерительных функций

4.1    Диапазон измерения длительности импульсов: от 1,5 нс до 105 с.

4.2    Диапазон временных интервалов между сигналами, поступающими на вход 1 и 2: от - 0,5 нс до 105 с.

4.3    Диапазон измерения коэффициента заполнения импульсов (для входов 1 и 2): от 0 до 1.

4.4    Диапазон измерения разности фаз двух синхронных синусоидальных сигналов- вход 1 относительно входа 2 (в диапазоне частот до 300 МГц): от -180° до 360°.

4.5    Диапазон измерения отношения частот: от 10-10 до 1011.

4.6    Диапазон измерения времени нарастания и спада импульсного сигнала (для входов 1 и 2): от 2 нс до 105 с.

4.7    Диапазон измерения пикового напряжения (до 300 МГц): от -5,1 В до +5,1 В.

4.8    Диапазон измерения количества импульсов: от 0 до 1015.

5 Характеристики внутреннего кварцевого генератора

5.1    Номинальное значение частоты внутреннего кварцевого генератора 10 МГц.

5.2    Пределы допускаемой относительной погрешности по частоте за год S0 Таблица 2

6 Абсолютная погрешность измерения частоты и периода рассчитывается по формуле:

Д f Р = ±(Асис + 2 • Аслуч)    (2),

где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения.

Асист рассчитывается по формуле:

А .ист =± (S0 +^) • f(P) (3),

t сч

Аслуч при автоматическом времени счета рассчитывается по формуле:

,л]д2 и + (2 • Д2 зап ) ,

Аслуч =±(^^-^) • f (P) (4),

сч

Аслуч при ручном времени счета рассчитывается по формуле:

А =± (4 ^ +(2-А; +) • f(P) (5),

tч WN

где So - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого генератора, приведенная в таблице 2; f - измеряемое значение частоты, Гц;

P - измеряемое значение периода, с;

Д.зап - погрешность, обусловленная системой запуска, с;

t сч - время счета прибора, с:

для автоматического счета t сч =f / n,

n - количество выборок для автоматического времени счета: n = 1 для канала 1 или 2 при f < 1 МГц, n = 4 для канала 1 или 2 при f > 1 МГц, n = 128 для канала 3;

для ручного счета t сч устанавливается в меню частотомера.

N - количество выборок для ручного времени счета:

N = t сч f при f < 200 кГц,

N = t сч 200 000 при f > 200 кГц;

12

Дсис - системная погрешность: 120-10" с;

12

Ди - погрешность разрешения индикатора: 40* 10 с.

Погрешность, обусловленная системой Азап запуска рассчитывается по формуле:

2 шума + U 2

зап

где ишума - уровень шума усилителя: 350 • 10-6 В

UшумаСигнала - эффективное шумовое напряжение входного сигнала, В; хзап - скорость нарастания сигнала в точке запуска, В/с.

7 Абсолютная погрешность измерения временных интервалов, длительности импульсов, времени нарастания и времени спада импульсов рассчитывается по формуле:

А X = ± ( Ас ис + 2 • Аслуч )    (7)

где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения Асист рассчитывается по формуле:

А сист = ± ( d0 • X + А уровнязап + 500 • 1 0 "2 с) (8),

где So - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого генератора, приведенная в таблице 2;

X - измеренное значение, с;

АуровняЗап - погрешность, обусловленная установкой уровня запуска, с.

Погрешность установки уровня запуска АуровняЗап рассчитывается по формуле:

А    = ± . 020 1 5 В + 0 0 1 • Цдстрт + 0 , 0 15 В + 02 0 1 • U222cmon )

ур ов няЗ ап — 2    •• (9)

t зап    t зап

где изапСтарт - уровень запуска в начальной точке измерений, В; изапСтоп - уровень запуска в конечной точке измерений, В; хзап - скорость нарастания сигнала в точке запуска, В/с.

Аслуч рассчитывается по формуле:

А 22—ч = ± ( 22А и + А запСт—рт + А запСтоп ) (10Х где

12

Ди - погрешность разрешения индикатора: 40-10" с;

А запСтарт и А запСтоп - погрешности, обусловленные системой запуска в начальной и конечной точках измерений, рассчитанные по формуле (6).

8 Абсолютная погрешность измерения сдвига фаз рассчитывается по формуле :

А фаз = ± (Асис + 2 • Аслуч ) (11),

где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения.

Асист рассчитывается по формуле:

Асист = ±(АуровняЗап + 500 • 10-12 с) ' f 'изм ' 360°) (12),

где АуровняЗап - погрешность, обусловленная установкой уровня запуска, рассчитывается по формуле (8);

f изм - измеряемая частота, Гц.

Аслуч рассчитывается по формуле:

Д,„ = ±(1|(Д! . + 2Д2 ) • (1 + (JL)2 ) • • 360° (13),

12

где Ди - погрешность разрешения индикатора: 40-10" с;

Азап - погрешность, обусловленная системой запуска, рассчитываемая по формуле (6);

Ф - измеряемая фаза; f изм. - измеряемая частота, Гц.

9    Абсолютная погрешность измерения коэффициента заполнения импульсов рассчитывается по формуле:

Д Кзап =± (V(D сис + Д и )2 + 2 Д зап2) • (1 + Q 2) • fu3M ) (14),

12

где Асис - системная погрешность: 400-10" с;

12

Ди - погрешность разрешения индикатора: 40* 10 с;

Азап - погрешность, обусловленная системой запуска, определяемая по формуле (6);

Q - измеряемый коэффициент заполнения импульсов;

- измеряемая частота сигнала, Гц.

10    Абсолютная погрешность измерения количества импульсов: ±1 импульс.

11 Абсолютная погрешность измерения отношения частот определяется по формулам:

11 11

Д f1/f2:- Д f2/f1: - Д ff - Д f3/f1: -

К • t    К • t    F3 • t    К • t (лс\

2 сч    1 сч    3 сч    1 сч (15)

где

F2(i,3) - Измеренная частота по каналу 2 (1,3), Гц; t сч - установленное время счета прибора, с.

13 Общие характеристики:

13.1    Габаритные размеры, не более, мм:

длина 347 ширина 215 высота 90

13.2    Масса прибора, не более, кг......3,5

14 Рабочие условия применения:

-    температура окружающего воздуха, °С

-    относительная влажность воздуха, %,

-    частота питающей сети, Гц

-    напряжение питающей сети переменного тока, В Потребляемая мощность, ВА, не более

0 - 40; 20 - 80; 50/60 (± 5 %); 110/220 (± 10 %); 80.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносят типографским способом на обложку руководства по эксплуатации и на корпус частотомеров в правом верхнем углу индикаторной панели.

Комплектность

Поверка

осуществляется по документу 54882137/1-14МП «Частотомеры электронно-счетные АКИП-5102, АКИП-5102/1. Методика поверки», утвержденному ФБУ «ЦСМ Московской области» 31 марта 2014 г.

Основные средства поверки:

-    стандарт частоты рубидиевый FS725 № Госреестра 31222-06, погрешность частоты за год ±5 10-10;

-    стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А, № Госреестра 23671-02, погреш-

12

ность ± 1,5-10" за год;

-    компаратор частотный Ч7-1014, № Госреестра 40727-09, погрешность ± 1,510-12 за

год;

-    генератор импульсов 81150А, № Госреестра 41402-09, частотный диапазон от 1 мкГц до 240 МГц, погрешность с внешней опорной частотой ± 5 10-10 (± 1,5 10-12) за год;

-    генератор сигналов измерительный Е8257D с опцией 540, № Госреестра 36797-08, диапазон частот от 250 кГц - 40 ГГц, погрешность с внешней опорной частотой ± 5 10-10

(± 1,5 10-12) за год;

-    вольтметр диодный компенсационный В3-49, № Госреестра 5477-76, пределы измерения 10 мВ - 100 В, диапазон частот 20 Гц - 1000 МГц, относительная погрешность SU< ± (0,2+(0,08/Шзм))%.

-ваттметры поглощаемой мощности М3-51, № Госреестра 7055-79 , пределы измерения 1 мкВт - 10 мВт, диапазон частот 0,02-17,85 ГГц, основная относительная погрешность ± 4%.

Сведения о методах измерений

Методики (методы) измерений приведены в руководстве по эксплуатации частотомеров.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к частотомерам электронно-счетным АКИП-5102, АКИП-5102/1

ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.

Техническая документация фирмы изготовителя.

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.